变压器工作原理、损耗、铭牌和实验

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1、项目二：变压器的工作原理、损耗、铭牌和实验变压器的工作原理、损耗、铭牌和实验（知识点部分）课题引入：为什么要高压输电？电能从发电厂输送到用户，输电线路电阻RX的损耗ΔpX取决于通过输电线上的电流l的大小令输送到用户的功率P=UIcosф输出电线上的功率损耗：ΔpX=I2RX=（P/Ucosφ）2ρL/S=C*1/U2Sρ-输电线材料的电阻系数S-输电线的截面积U-输电线路负载端电压C=P2ρL/cos2ф为常数 说明：若S一定.U升高，损耗ΔPX减少，若ΔPX一定.U升高，S减小，故可节省材料， 则提高送电电压U，可达到减少投资和降低运行费用的目的。变压器的概念

2、：   变压器是一种静止的电气设备。它利用电磁感应原理，把输入的交流电压升高或降低为同频率的交流输出电压，满足高压送电、低压配电及其他用途的需要。变压器的用途： 变压器具有变换电压、变换电流和变换阻抗的作用，具有隔离高电压或电流的作用，特殊结构的变压器，还可以具有稳压特性、陡降特性等。一、变压器的分类1、按用途不同分类：分为电力变压器（又可分为升压变压器、降压变压器、配电变压器、厂用变压器等）;特种变压器（电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等);仪用互感器（电压互感器、电流互感器、电流互感器）;试验用的高压变压器和调压器等。2、按绕组结构不同：分为双绕组、三绕组

3、、多绕组变压器和自耦变压器。3、按铁心结构不同：分为心式变压器和壳式变压器。4、按相数不同：分为单相、三相、多相（如整流用的六相）变压器。 5、按调压方式不同：分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。6、按冷却方式不同：分为干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、强迫油循环冷却变压器、强迫油循环导向冷却变压器、充气式变压器等。7、按容量不同：分为小型变压器容量为630kVA及以下;中型变压器容量为800kVA～6300kVA;大型变压器容量8000kVA～63000kVA;特大型变压器容量为900000kVA及以上。二、变压器的工作原理原绕组匝数为N1，副绕组

4、匝数为N2。当变压器原绕组通以交流电流时，在铁心中产生交变磁通，根据电磁感应原理，原、副绕组都产生感应电动势，副绕组的感应电动势相当于新的电源，这就是变压器的基本工作原理。如图2－1。理想变压器：（不计电阻、铁耗和漏磁）一次与二次绕组完全耦合，且两绕组电阻为零，铁芯中损耗为零，铁芯的导磁率为无穷大，即磁阻为零。理想变压器的运行：原绕组加电压，产生电流，建立磁通，沿铁心闭合分别在原副绕组中感应电动势。图2－1变压器的工作原理变压器的变电压作用：由于线圈电阻为零，且一次、二次侧绕组完全耦合，故按照图中的假定正方向下：结论：只要改变原、副绕组的匝数比,就能按要求改变电

5、压。变压器的变电流作用：结论：变压器在改变电压的同时,亦能改变电流。变压器的变阻抗作用图中，二次侧绕组电路负载阻抗为：如果从一次侧绕组电路来看，则其大小为：结论：变压器在改变电压的同时,亦能实现对阻抗的变换。本次小结：1、变压器是按电磁感应原理工作的静止电气设备，它在电力系统中用来传递电能、变换电压和电流，以满足输电及用电的要求。在工业生产中，变压器还用于整流、电炉、电焊、调压、测量与控制等很多方面。2、变压器的原绕组从交流电源吸收电能传递到副绕组供给负载，铁心中的磁通是能量传递的中介桥梁。变压器只能传递交流电能，而不能产生电能；只能改变交流电压或电流的大小，不

6、改变频率；在传递过程中几乎不改变电流与电压大小的乘积。3、变压器由铁心、绕组两个主要部分组成。铁心是变压器的磁路部分。电力变压器的铁心一般采用0.35毫米厚的硅钢片叠装而成。绕组是变压器的电路部分，它是用电磁线绕制而成的。电力变压器还有其他附件，如油箱、油枕、气体继电器、防爆管、分接头开关、绝缘套管等。附件对绕组与铁心起散热、保护、绝缘等作用，它能保证变压器安全可靠地运行。三、变压器的损耗变压器运行时将产生损耗，变压器的损耗分两大类铜耗1、基本铜耗2、杂散铜耗铁耗1、基本铁耗2、杂散铁耗基本铜耗：一、二次绕组内电流所引起时的直流电阻损耗。杂散铜耗：主要是由漏磁通

7、所引起的肌肤效应，使绕组的有效电阻增大而增加的铜耗。以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。铜耗与负载电流的平方成正比。因此也称为可变损耗。铜耗与绕组的温度有关，一般用77度时的电阻值来计算。基本铁耗：变压器铁心中的磁滞与涡流损耗。杂散铁耗：主要是铁心接连处由于磁通密度分布不均匀所引起的损耗，和主磁通在铁轭夹件，油箱等结构部件中所引起的涡流损耗。铁耗可近似认为与或成正比。由于变压器一侧电压保持不变。故铁耗可视为不变损耗。（F不变的前提下）∵∴四、变压器的效率1、因变压器无转动部分，一般效率都很高，大多数在95%以上。大型变压器可达99%。测量变压器的效率一般不采

8、用直接测P1、P2的方法